50Hz與60Hz幀率差異對舊遊戲速度與畫面更新率的影響及香港地區主機的版本考量
50Hz PAL與60Hz NTSC的幀率差異直接影響舊遊戲的執行速度與畫面流暢度,香港玩家選購主機時需注意版本,升頻器的幀率轉換能力是解決卡頓的關鍵。
50Hz與60Hz懷舊遊戲幀率差異:PAL版《Sonic the Hedgehog》跑得比NTSC版慢17%
將PAL版《Sonic the Hedgehog》放入SEGA Mega Drive,按下Start,Sonic起步。你發現他跑得比YouTube上那些北美玩家錄的影片慢一截,音樂也低了半個音。不是錯覺。PAL版《Sonic》的幀率是50Hz,每秒50幀,NTSC版是60Hz,每秒60幀。遊戲邏輯與畫面更新率綁定主機的場頻率,整個遊戲的速度因此慢了約17%。這個數字不是Bug,是50Hz與60Hz幀率差異的直接結果。如果你在香港,家中同時出現過PAL版超任與日版超任,你一定見過這個現象。這篇文章解釋這個差異從哪裏來、它如何影響遊戲速度與畫面更新率,以及你現在應該買哪個版本的主機。
PAL與NTSC的歷史成因:50Hz與60Hz來自電力系統,而非遊戲開發者的選擇
1950年代電視廣播標準制定時,場頻率直接採用當地市電頻率,因為早期電視電路用交流電作為時鐘參考。歐洲與澳洲市電是50Hz,PAL制式的場頻率定為50Hz。北美與日本市電是60Hz,NTSC制式的場頻率定為59.94Hz,實務上簡稱60Hz。
香港市電頻率是50Hz,模擬年代的電視廣播制式是PAL-I,所以香港市場的主機與電視原生走50Hz。當SEGA或任天堂將遊戲移植到PAL地區時,他們不能只是改變輸出幀率,還需要重新編寫遊戲時序。否則音樂、物理碰撞、計時器全部會亂掉。大部分廠商選擇直接將整個遊戲邏輯降速以配合50Hz,這就產生了PAL遊戲比NTSC遊戲慢17%的現象。少數廠商會重新編寫時序讓遊戲在50Hz下以正確速度運行,但那是例外。
50Hz與60Hz對遊戲速度的實際影響:快20%與慢17%的數學
當你把NTSC主機接上50Hz電視,或者反過來,遊戲速度會偏移。NTSC遊戲在50Hz下執行,每秒更新率從60幀降至50幀,遊戲邏輯每幀運算的內容不變,但時間跨度被拉長。結果是遊戲速度減慢約17%。反過來,PAL遊戲在60Hz下執行,遊戲速度加快約20%。這不是可以忽略的誤差。
以《Sonic the Hedgehog》為例,PAL版完成Green Hill Zone需要的時間比NTSC版多約5秒,因為Sonic的移動速度被物理降速。音樂也受影響:PAL版遊戲的音頻輸出時鐘跟隨主機的50Hz場頻率,聽起來像降了一個Key。如果你用日版超任透過轉接器玩PAL卡帶,遊戲會跑得快20%,但畫面可能出現垂直同步錯誤,因為電視無法鎖定非預期的場頻率。
| 場景 | 遊戲速度變化 | 音樂速度變化 | 畫面表現 |
|---|---|---|---|
| PAL遊戲在PAL主機(50Hz) | 標準速度(100%) | 標準音高 | 正常 |
| NTSC遊戲在NTSC主機(60Hz) | 標準速度(100%) | 標準音高 | 正常 |
| NTSC遊戲在PAL主機(50Hz) | 減慢約17% | 降調約半音 | 可能出現黑邊(Letterboxing) |
| PAL遊戲在NTSC主機(60Hz) | 加快約20% | 升調約半音 | 可能出現垂直撕裂 |
| PAL遊戲透過Swiss強制60Hz(GameCube) | 加快約20% | 升調約半音 | 需電視支援60Hz,否則黑屏 |
PAL NTSC遊戲速度差異:香港地區的版本辨別方法
檢查主機標籤與電壓
香港因歷史原因同時存在PAL與NTSC兩種制式的主機。水貨日版超任(NTSC)與行貨PAL版超任並存,SEGA Mega Drive也有香港行貨PAL版與日本Mega Drive(NTSC)之分。最可靠的辨別方法是看主機底部的型號標籤與電壓標示。PAL版超任(SNSP系列)標示220V 50Hz,NTSC日版超任(SFC系列)標示100V 50/60Hz。SEGA Mega Drive PAL版主機外殼通常印有「PAL」字樣,且電源輸入為9V 1.2A,NTSC日版則為9V 1.0A。
開機實測畫面與音高
如果你無法檢查標籤,開機後接上CRT電視:畫面閃爍較明顯的是50Hz,較穩定的是60Hz。CRT電視在50Hz下閃爍感比60Hz明顯,因為刷新率較低。另一個方法是播放一段你熟悉的遊戲音樂,用手機調音器App測量音高:PAL版音樂約低半音,NTSC版音樂是標準音高。
香港地區主機版本選擇:你應該買PAL版還是NTSC版主機?
如果你追求正確的遊戲速度與音樂,答案只有一個:買NTSC版主機。無論是超任、Mega Drive、PlayStation還是GameCube,NTSC版主機輸出60Hz,遊戲以開發者原始設計的速度運行。PAL版主機輸出50Hz,大部分遊戲被降速,部分遊戲甚至畫面上下有黑邊(Letterboxing),因為PAL制式的垂直解像度較高(576線 vs 480線),開發者沒有填滿多餘的掃描線。
電壓與改裝須知
香港玩家購買NTSC主機時要注意電壓:日版主機是100V,香港市電220V必須使用降壓變壓器。不建議直接插220V,否則主機電源供應器會燒毀。另一條路是改裝PAL主機加裝50/60Hz切換開關。超任與Mega Drive都有成熟的改裝方案,透過一個撥動開關切換主機的時鐘晶片參考頻率。改裝後,你可以用PAL主機輸出60Hz訊號,遊戲速度恢復正常。但要注意:部分遊戲在60Hz模式下可能出現時序錯誤。改裝需要焊接技術,不適合新手。
幀率不匹配畫面卡頓:為什麼50Hz訊號在60Hz電視上會週期性卡頓?
當你將PAL主機(50Hz)接駁到現代60Hz液晶電視時,電視的畫面處理引擎需要將50幀每秒的輸入轉換為60幀每秒的輸出。這個轉換無法完美完成,因為50與60的最小公倍數很大。電視必須週期性地重複或丟棄幀,結果就是每6幀出現一次輕微卡頓,術語稱為Micro-stutter。
具體機制是:電視以60Hz刷新,但輸入只有50Hz,所以電視每隔12幀(約0.2秒)會重複一幀或丟棄一幀以維持同步。這種卡頓在橫向捲軸遊戲中尤其明顯。當背景平滑移動時,你會看到背景每隔約0.2秒抖動一次。這個問題在CRT電視上不存在,因為CRT的掃描是類比的,電視可以鎖定輸入場頻率。但現代液晶電視的時鐘是固定的,無法跟隨50Hz訊號的微小變化。
解決方案有三個:使用支援50Hz輸入的升頻器,讓升頻器處理幀率轉換;購買支援50Hz顯示的電視(香港市售電視普遍支援);或者直接使用NTSC主機輸出60Hz訊號。
RetroTINK幀率轉換:升頻器如何解決50Hz與60Hz的不匹配?
RetroTINK 5X-Pro的Triple Buffer模式
RetroTINK 5X-Pro與RetroTINK 4K是目前最成熟的升頻器方案,它們都支援50Hz輸入並提供幀率轉換功能。RetroTINK 5X-Pro從韌體版本2.0起(2021年)支援50Hz輸入,並提供Triple Buffer模式。Triple Buffer模式的作用是:當升頻器偵測到電視不支援50Hz訊號時,它會將輸入的50Hz訊號緩衝,然後以60Hz輸出,過程中動態插入重複幀以維持流暢度。這個模式的代價是增加約1幀的輸入延遲(約16ms),但消除了週期性卡頓。
RetroTINK 4K的Frame Lock與OSSC的限制
RetroTINK 4K更進一步,提供Frame Lock模式。Frame Lock模式要求電視本身支援50Hz顯示,然後升頻器精確鎖定50Hz輸出,完全不進行幀率轉換,達到零延遲與零卡頓。如果你的電視支援50Hz(大部分香港電視都支援),Frame Lock是更好的選擇。OSSC(Open Source Scan Converter)從韌體0.85起(2020年)支援50Hz輸入,但它不做幀率轉換:它將50Hz訊號直通或倍線後輸出,同樣是50Hz。如果你的電視不支援50Hz,OSSC會直接黑屏。因此,對於50Hz訊號,RetroTINK系列比OSSC更適合現代電視。
mClassic不支援50Hz:一個常見的失敗案例
mClassic是Marseille Inc.推出的即插式升頻器,專注於後處理反鋸齒與圖像銳化。它的官方規格(2019年)明確標示:僅支援60Hz及30Hz以下輸入,不支援50Hz。當你將PAL主機的50Hz訊號接入mClassic時,結果是黑屏或無訊號。這是Marseille技術支援團隊在2020年確認的。
香港玩家如果打算用mClassic來改善PAL版超任或Mega Drive的畫質,這個方案行不通。你必須先將主機改裝為60Hz輸出,或者使用另一台升頻器將50Hz轉為60Hz後再接mClassic。但這樣做會增加延遲與成本,不如直接使用RetroTINK。如果你手上只有PAL主機且不想改裝,不要買mClassic。
PS2、Dreamcast與GameCube的50Hz/60Hz設定方法
PlayStation 2與GSM強制60Hz
PlayStation 2 PAL版主機原生輸出刷新率為50Hz,但你可以透過GSM(GS Mode Selector)這套Homebrew軟件強制變更輸出刷新率至60Hz。GSM是透過記憶卡或硬碟載入的自製程式,它會攔截主機的畫面設定並輸出你指定的解像度與刷新率。GSM支援480p 60Hz輸出,但部分遊戲可能出現畫面異常或當機。
Dreamcast的VGA方案與GameCube的Swiss
Sega Dreamcast PAL版主機原生輸出50Hz,但你可以透過VGA線材輸出480p 60Hz,前提是遊戲支援VGA模式。大部分Dreamcast遊戲支援VGA。你也可以使用DC-X或Code Breaker引導碟,在遊戲載入前強制設定60Hz輸出。Nintendo GameCube PAL版主機原生輸出50Hz,但你可以透過Swiss自製軟件強制480p 60Hz輸出。前提是你的GameCube是DOL-001型號,具備數碼AV輸出端口。DOL-101型號移除了這個端口,無法輸出480p,只能使用複合視訊或S-Video輸出480i 50Hz。如果你打算購買GameCube玩懷舊遊戲,優先找DOL-001型號。
現代電視對50Hz訊號的輸入延遲:比60Hz高8ms至16ms
現代OLED與LCD電視在遊戲模式下對50Hz訊號的輸入延遲高於60Hz訊號。原因是電視的畫面處理流程不同:50Hz訊號需要額外的幀率轉換或去交錯步驟,這些步驟會增加處理時間。根據測試數據,延遲增幅約8ms至16ms,取決於電視型號與品牌。8ms約等於半幀(60Hz下每幀16.67ms),16ms約等於一幀。對於節奏遊戲或射擊遊戲,這個延遲差異可能影響表現。
如果你主要玩50Hz的PAL遊戲,選擇一台支援50Hz原生顯示的電視可以避免這個延遲增幅。香港市售電視普遍支援50Hz與60Hz,但北美或日本版的電視可能不支援50Hz。購買前檢查電視說明書的「支援訊號」列表,確認50Hz欄位有打勾。
Common Questions
PAL遊戲在60Hz主機上玩會怎樣?
遊戲速度加快約20%,音樂升調約半音。部分遊戲可能出現垂直同步錯誤,因為電視無法鎖定非預期的場頻率。畫面也可能出現撕裂。如果你用轉接器將PAL卡帶插入NTSC主機,遊戲速度會變快,但計時器與物理碰撞可能出現異常。
香港買到的舊主機是PAL還是NTSC?
香港行貨主機(當年由正規代理商引入)通常是PAL版,輸出50Hz。水貨日版或美版主機是NTSC版,輸出60Hz。市面上二手主機混雜兩種版本,購買前應檢查主機底部標籤的電壓與型號。
用RetroTINK 5X-Pro玩PAL遊戲需要甚麼設定?
將RetroTINK 5X-Pro的韌體更新至2.0或以上版本。在設定選單中啟用Triple Buffer模式,並將輸出刷新率設為60Hz。如果電視支援50Hz,可以關閉Triple Buffer並將輸出設為50Hz,使用Frame Lock模式以獲得最低延遲。
OSSC能處理50Hz訊號嗎?
可以,OSSC從韌體0.85起支援50Hz輸入。但它不做幀率轉換,輸出仍然是50Hz。如果你的電視不支援50Hz,OSSC會黑屏。OSSC適合搭配CRT電視或支援50Hz的液晶電視使用。
mClassic可以接PAL主機嗎?
不可以。mClassic官方規格不支援50Hz輸入,接上PAL主機會黑屏或無訊號。你需要先將主機改裝為60Hz輸出,或使用另一台升頻器將50Hz轉為60Hz。
GameCube DOL-001與DOL-101有甚麼分別?
DOL-001具備數碼AV輸出端口,可以輸出480p 60Hz訊號(需配合Swiss自製軟件與專用色差線)。DOL-101移除了這個端口,只能輸出480i 50Hz或60Hz(取決於主機版本),畫質上限較低。買GameCube時優先找DOL-001。
香港的CRT電視能顯示60Hz訊號嗎?
大部分香港市售的CRT電視支援PAL 50Hz與NTSC 60Hz輸入。但如果你使用的是日版或美版CRT電視(例如Sony PVM系列),需注意電壓:日版100V,香港220V必須使用降壓變壓器。直接插220V會燒毀電視。